转子冲片、转子铁芯、转子、电机和车辆的制作方法

文档序号:24282266发布日期:2021-03-16 22:51阅读:72来源:国知局
转子冲片、转子铁芯、转子、电机和车辆的制作方法

本实用新型涉及电机设备技术领域,具体而言,涉及一种转子冲片、一种转子铁芯、一种转子、一种电机和一种车辆。



背景技术:

目前,针对于内置式永磁同步电机而言,为了改善电机的磁钢退磁和漏磁现象,提高磁钢利用率。常采用减小电机的转子的隔磁桥宽度。然而,当电机在高转速工况下,转子的隔磁桥受力大,而较窄的隔磁桥又难以满足高转速时的转子结构强度要求。因此,如何在减小漏磁的基础上提高转子结构强度成为亟待解决的问题。



技术实现要素:

本实用新型旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此,本实用新型的第一个方面在于,提出一种转子冲片。

本实用新型的第二个方面在于,提出一种转子铁芯。

本实用新型的第三个方面在于,提出一种转子。

本实用新型的第四个方面在于,提出一种电机。

本实用新型的第五个方面在于,提出一种车辆。

有鉴于此,根据本实用新型的第一个方面,提供了一种转子冲片,包括冲片本体、轴孔、多个安装部和气隙槽。其中,轴孔设置在冲片本体上。多个安装部围绕轴孔设置在冲片本体上,多个安装部中每一个安装部包括多个磁体槽。其中,多个磁体槽包括第一磁体槽,第一磁体槽远离轴孔布置在冲片本体上,第一磁体槽包括远离轴孔的第一直槽壁,第一直槽壁所在平面为第一端面。气隙槽设置在冲片本体上并位于第一磁体槽与冲片本体的外边沿之间,气隙槽位于第一端面背离轴孔的一侧。

本实用新型提供的转子冲片包括冲片本体、轴孔、多个安装部和气隙槽。轴孔开设在冲片本体上,冲片本体为磁钢本体。轴孔用于装配转子的转轴。多个安装部围绕轴孔设置在冲片本体上。值得说明的是,多个安装部中每一个安装部的结构可以相同,也可以部分相同,根据实际需要对其进行调整即可。每个安装部包括多个磁体槽,磁体槽用于装配转子的永磁体。多个磁体槽包括第一磁体槽,第一磁体槽相对于其他的磁体槽远离轴孔布置在冲片本体上,第一磁体槽包括远离轴孔的第一直槽壁,第一直槽壁所在平面为第一端面。其中,值得说明的是,当第一磁体槽内装配有第一永磁体时,则第一直槽壁为位于第一永磁体远离轴孔的一侧的槽壁。其中,第一直槽壁与第一永磁体之间具有间隙。当第一直槽壁与第一永磁体之间具有间隙可以便于第一永磁体的安装。冲片本体还包括气隙槽,气隙槽设置在冲片本体上,一方面气隙槽位于第一磁体槽与冲片本体的外边沿之间,则气隙槽可以将位于第一磁体槽与冲片本体之间的部分冲片本体划分为两个隔磁桥,两个隔磁桥中一个靠近第一磁体槽,两个隔磁桥中另一个靠近冲片本体的外边沿,双隔磁桥结构能够提高转子冲片的机械强度,能够优化转子磁场分布情况,明显提升具有该转子冲片的电机的电磁转矩,有效改善位于磁体槽内的永磁体的漏磁以及退磁现象,分散转子冲片在高转速工况时磁体槽周边的离心应力,由此解决电机在高转速下转子冲片机械强度难以满足要求的问题,实现低漏磁与高强度电机的设计,此外,还能够使得永磁体的利用率与电机功率密度都能得到明显提高,进一步改善电机的工作性能,同时一定程度上也能够削弱电机转矩脉动,降低电机的运行噪音,提高用户的使用舒适度;另一方面气隙槽位于第一端面背离轴孔的一侧,从而可以保证气隙槽在有效改善冲片本体漏磁的同时,不影响电机的dq轴磁路,保证电机足够的永磁转矩。

具体地,关于气隙槽位于第一端面背离轴孔的一侧,也可以解释为,气隙槽内任一点与第一端面之间的最小垂直间距lmin大于0。从而在保证改善漏磁现象的同时,能够不影响电机的dq轴磁路,保证电机足够的磁阻转矩。

其中,气隙槽的横截面呈封闭的三边形、四边形、多边形或三边形、四边形、多边形与圆弧组成的不规则几何图形。每一个安装部包括两个气隙槽,两个气隙槽的形状相同,尺寸大小相同,结构较为规整,便于加工成型。

在一种可能的设计中,进一步地,气隙槽位于第一磁体槽的端部与冲片本体的外边沿之间。

在该设计中,气隙槽位于第一磁体槽的端部与冲片本体的外边沿之间,一方面通过在第一磁体槽与冲片本体的外边沿之间设置气隙槽以形成双磁桥结构,从而可以有效改善转子在高速时的结构应力,减小转子的形变量,避免转子冲片在高转速运行状态下受到离心力的作用而变形或断裂,增强转子冲片整体的结构强度;另一方面,通过将气隙槽设置在第一磁体槽的端部与冲片本体的外边沿之间,即将第一气隙槽设置在漏磁较大的第一磁体槽的端部,从而可以有效减小设置在第一磁体槽内的永磁体的端部漏磁,进而提高永磁体的利用率。

在一种可能的设计中,进一步地,冲片本体包括第一隔磁桥,第一隔磁桥位于气隙槽与第一磁体槽之间,第一隔磁桥具有相背离的第一隔磁端和第二隔磁端,第一隔磁端的宽度与第二隔磁端的宽度不同。

在该设计中,位于气隙槽与第一磁体槽之间的部分冲片本体为第一隔磁桥,第一隔磁桥具有相背离的第一隔磁端和第二隔磁端,且第一隔磁端的宽度与第二隔磁端的宽度不同,即第一隔磁桥上每一处的宽度并不是全部相等,第一隔磁桥的一个端部能够达到饱和而限制漏磁,第一隔磁桥的另一个端部能够起到分散冲片应力的作用,保证转子冲片足够的机械强度。

在一种可能的设计中,进一步地,气隙槽的数量为两个,两个气隙槽分别设置在第一磁体槽的两端,位于两个气隙槽与第一磁体槽之间的部分冲片本体为第一本体,第一隔磁端位于第二隔磁端与第一本体之间,第二隔磁端的宽度大于第一隔磁端宽度并小于等于第一隔磁端宽度的4倍。

在该设计中,气隙槽的数量为两个,两个气隙槽分别设置在第一磁体槽的两端。冲片本体还包括第一本体,第一本体位于两个气隙槽和第一磁体槽之间,即第一本体位于第一磁体槽背离轴孔的一侧。第一隔磁端位于第二隔磁端与第一本体之间,也就是说,第一隔磁端靠近第一本体,第二隔磁端远离第一本体,其中,第一隔磁端的宽度小于第二隔磁端的宽度,即第一隔磁桥整体呈上窄下宽的形状,类似于梯形。磁通在通过第一隔磁桥的第一隔磁端时,通过在较窄的第一隔磁端达到饱和从而可以限制漏磁,而较宽的第二隔磁端则充分起到分散冲片盈利,保护增转子冲片足够的机械强度的作用。进一步地,第二隔磁端的宽度大于第一隔磁端的宽度,且小于等于第一隔磁端宽度的4倍,具体地,第二隔磁端的宽度为t2,第一隔磁端的宽度为t1,其中,t2≥k×t1,k∈(1,4)。当第一隔磁端的宽度t1、第二隔磁端的宽度t2满足前述关系时,则利于合理分配第一隔磁桥的尺寸,从而可以改善转子冲片的结构强度与漏磁现象。值得说明的是,k在1至4的范围内,譬如,k的取值可以为1.5、1.8、2.6、3.4、3.7。

在一种可能的设计中,进一步地,第一隔磁端的宽度大于等于冲片本体的厚度。

在该设计中,第一隔磁端的宽度t1大于等于冲片本体的厚度,通过令第一隔磁桥的最小宽度大于转子冲片的厚度,从而可以防止呈梯形的第一隔磁桥的任一部位过薄而出现断裂,从而提高了转子冲片的强度,提高转子冲片的使用可靠性。

在一种可能的设计中,进一步地,第一磁体槽包括中间段和延伸段,中间段用于容纳转子的永磁体。延伸段设置在中间段的端部并与中间段相连通。

在该设计中,第一磁体槽包括中间段和延伸段,中间段用于容纳转子的永磁体,中间段包括第一直槽壁。延伸段设置在中间段的两端,延伸段与中间段相连通,永磁体并未设置在延伸段内。即当永磁体插入第一磁体槽内时,永磁体仅能填充于第一磁体槽中的中间段,空气充满第一磁体槽的延伸段内,此时,延伸段能够抑制永磁体的端部漏磁现象。

在一种可能的设计中,进一步地,两个气隙槽之间的最小距离为d1;中间段的宽度为w1;延伸段的数量为两个,两个延伸段分别连接在中间段的两端,两个延伸段之间的最大距离为w2,其中:

在该设计中,两个气隙槽之间的最小距离为d1,两个气隙槽是指位于第一磁体槽两端的两个气隙槽。中间段的宽度为w1,中间段内设置永磁体,中间段的宽度与永磁体的宽度相等,则中间段的宽度也等同于永磁体的宽度。延伸段的数量为两个,两个延伸段分别连接在中间段的两端,两个延伸段之间的最大距离为w2,其中,当两个气隙槽之间的最小距离d1、中间段(永磁体)的宽度为w1和两个延伸段之间的最大距离w2满足上述关系时,则可以使得气隙槽在不影响转子冲片的主磁路的情况下,令磁场的分布更加均匀,电磁转矩波形更加规律,从而可以利于降低电机转矩脉动,同时也可以防止气隙槽过大而导致磁路等效磁阻过大而降低电机的电磁转矩。

在一种可能的设计中,进一步地,两个气隙槽的中心与轴孔的中心连线形成的夹角为θ,冲片本体的外周半径为r,第一本体的径向宽度的最大值为h1,其中:

在该设计中,气隙槽的横截面呈几何图形和/或非几何图形,当气隙槽的横截面呈几何图形时,则气隙槽的中心即为几何图形的中心。当气隙槽的横截面呈非几何图形时,则气隙槽的中心为周向相距最远两点连线和径向相距最远两点连线的交点作为中心。两个气隙槽包括第一气隙槽和第二气隙槽,第一气隙槽的中心为第一中心,第二气隙槽的中心为第二中心,轴孔的中心为轴心,第一中心、第二中心和轴心构成的夹角为θ。θ的值可以表征任一安装部内任一个设置在端部的气隙槽的相对大小与位置。具体表现为:θ越大,气隙槽相对越大,对电机端部漏磁的改善效果越好;θ越小,则气隙槽相对越小,对电机漏磁的改善效果越差。当夹角θ、中间段的宽度w1、两个延伸段之间的最大距离w2、冲片本体的外周半径为r,第一本体的径向宽度的最大值h1满足上述关系时,则可以使得气隙槽的位置与大小相对更优,从而在保证转子冲片机械强度优异的情况下,可以有效调整磁场分布,改善永磁体漏磁与退磁,降低电机转矩脉动。同时,也可以防止气隙槽过大而导致磁路等效磁阻过大,避免电机的电磁转矩降低。

具体地,令则x在1至1.3的范围内,进一步地,x可以为1.05、1.1、1.15、1.2、1.25等。

在一种可能的设计中,进一步地,第一隔磁桥具有靠近气隙槽的磁桥边,磁桥边的长度为l1,其中:

在该设计中,第一磁桥具有靠近气隙槽的磁桥边,磁桥边的长度l1满足上述关系式,从而可以使得气隙槽在不影响转子冲片的主磁路的情况下,令磁场的分布更加均匀,电磁转矩波形更加规律,从而可以利于降低电机转矩脉动,同时也可以防止气隙槽过大而导致磁路等效磁阻过大而降低电机的电磁转矩。第一磁桥还具有靠近第一磁体槽的隔磁边,磁桥边与隔磁边的长度可以相等,也可以不想等,根据实际情况进行调整即可。

在一种可能的设计中,进一步地,冲片本体还包括第二隔磁桥,第二隔磁桥位于气隙槽和冲片本体的外边沿之间。第二隔磁桥的宽度h大于或等于冲片本体的厚度。

在该设计中,第二隔磁桥位于气隙槽和冲片本体的外边沿之间。具体地,第二隔磁桥为弧形隔磁桥。第二隔磁桥的最小宽度大于等于转子冲片的厚度,从而可以防止转子冲片的外周缘部位局部过薄而容易断裂,从而可以提高转子冲片的强度,提高转子的使用可靠性。值得说明的是,当第二隔磁桥为等宽隔磁桥时,则第二隔磁桥的宽度即为第二隔磁桥的平均宽度。当第二隔磁桥为不等宽隔磁桥时,则第二隔磁桥的宽度是指最小宽度。

在一种可能的设计中,进一步地,第二隔磁桥的宽度h小于第一隔磁端的宽度t1。

在该设计中,第二隔磁桥的宽度h小于第一隔磁端的宽度t1,由于采用气隙槽所获得的双磁桥结构,第一隔磁桥上任意磁桥段的结构应力大于第二隔磁桥。其中第一隔磁桥的第一隔磁端小于第二隔磁端,第一隔磁端的宽度t1满足结构强度要求,则第二隔磁桥的结构强度必然能够满足结构强度要求。在令第二隔磁桥的宽度h小于第一隔磁端的宽度t1,从而可以使得第二隔磁桥较窄,从而能够进一步抑制端部漏磁,提高永磁体的利用率。

在一种可能的设计中,进一步地,多个磁体槽还包括两个第二磁体槽,两个第二磁体槽设置在冲片本体上,两个第二磁体槽中每一个第二磁体槽分别具有靠近轴孔的内端和远离轴孔的外端,两个内端彼此靠近,两个外端彼此远离,第一磁体槽设置在两个外端之间。

在该设计中,多个磁体槽包括两个第二磁体槽,两个第二磁体槽设置在冲片本体上,每一个第二磁体槽具有靠近轴孔的内端,远离轴孔的外端,两个内端彼此靠近,两个外端彼此远离,即两个第二磁体槽呈v型布置在冲片本体上。进一步地,第一磁体槽的至少一部分位于两个外端之间,三个磁体槽呈类三角形布置在冲片本体上。值得说明的是,一个安装部包括三个磁体槽。

根据本实用新型的第二个方面,提供了一种转子铁芯,包括上述任一设计所提供的转子冲片。

本实用新型提供的转子铁芯,包括上述任一设计所提供的转子冲片,因此具有该转子冲片的全部有益效果,在此不再赘述。

根据本实用新型的第三个方面,提供了一种转子,包括上述任一设计中的转子铁芯。

本实用新型提供的转子,包括上述任一设计所提供的转子铁芯,因此具有该转子铁芯的全部有益效果,在此不再赘述。

进一步地,转子铁芯的多个转子冲片的磁体槽沿转子铁芯的轴向贯通以形成插槽。转子还包括多个永磁体,多个永磁体一一对应设置在多个插槽中。

在一种可能的设计中,进一步地,多个插槽包括第一插槽,多个转子冲片的第一磁体槽形成第一插槽,第一磁体槽的中间段构成插槽的中间槽。多个永磁体包括第一永磁体,第一永磁体插设在中间槽内,第一永磁体的宽度与中间槽的宽度相等。

在该设计中,多个转子冲片的第一磁体槽堆叠后形成第一插槽,第一插槽的中间段构成中间槽。第一永磁体插设在中间槽内,第一永磁体的宽度与中间槽的宽度相等。第一永磁体与中间槽的第一直槽壁之间具有间隙,从而便于装配。

根据本实用新型的第四个方面,提供了一种电机,包括上述任一设计所提供的转子。

本实用新型提供的电机,包括上述任一设计所提供的转子,因此具有该转子的全部有益效果,在此不再赘述。

进一步地,电机还包括定子,定子构造形成装配腔,转子设置在装配腔内,转子能够相对于定子转动。

根据本实用新型的第五个方面,提供了一种车辆,包括上述任一设计所提供的电机。

本实用新型的一个设计中所提供的车辆,包括上述任一设计所提供的电机,因此具有该电机的全部有益效果,在此不再赘述。

值得说明的是,车辆可以为新能源汽车。其中,新能源汽车包括纯电动汽车、增程式电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动汽车、氢发动机汽车等。

进一步地,上述任一设计所提供的电机可以作为车辆的驱动电机。具体地,驱动电机能够单独实现车辆的功能装置启动。或者,驱动电机可以与车辆上的其他驱动装置共同配合以实现车辆上的功能装置正常运行。其中,车辆的功能装置可以为以下任一或任意组合:车轮、空调器、灯光组件等。

在一种可能的设计中,进一步地,车辆包括车体,电机安装在车体内。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显,或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:

图1示出了根据本实用新型的一个实施例中转子冲片的结构示意图;

图2示出了图1所示的本实用新型的一个实施例中转子冲片在a处的局部放大图;

图3示出了图2所示的本实用新型的一个实施例中转子冲片在b处的局部放大图;

图4示出了图2所示的本实用新型的一个实施例中转子冲片在c处的局部放大图;

图5示出了根据本实用新型的另一个实施例中转子冲片的结构示意图;

图6示出了图5所示的本实用新型的一个实施例中转子冲片在d处的局部放大图;

图7示出了根据本实用新型的一个实施例中转子冲片与相关技术中转子冲片的转矩波形对比图;

图8示出了根据本实用新型的一个实施例中转子冲片中气隙槽位置不同情况下的转矩曲线图;

图9示出了根据本实用新型的一个实施例中转子冲片中气隙槽位置不同情况下的转矩脉动曲线图。

其中,图1至图6中附图标记与部件名称之间的对应关系为:

1转子冲片,

10冲片本体,

101第一隔磁桥,101a第一隔磁端,101b第二隔磁端,101c磁桥边,102第二隔磁桥,

103第一本体,

11轴孔,

12安装部,120磁体槽,

121第一磁体槽,121a第一直槽壁,121b中间段,121c延伸段,122第二磁体槽,

13气隙槽,

20永磁体,20a第一永磁体。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点,下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型,但是,本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施,因此,本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1至图6描述根据本实用新型一些实施例所提供的转子冲片、转子铁芯、转子、电机和车辆。

实施例一

根据本实用新型的第一个方面,提供了一种转子冲片1,如图1、图2、图3、图4和图6所示,包括冲片本体10、轴孔11、多个安装部12和气隙槽13。其中,轴孔11设置在冲片本体10上。多个安装部12围绕轴孔11设置在冲片本体10上,多个安装部12中每一个安装部12包括多个磁体槽120。其中,多个磁体槽120包括第一磁体槽121,第一磁体槽121远离轴孔11布置在冲片本体10上,第一磁体槽121包括远离轴孔11的第一直槽壁121a,第一直槽壁121a所在平面为第一端面。气隙槽13设置在冲片本体10上并位于第一磁体槽121与冲片本体10的外边沿之间,气隙槽13位于第一端面背离轴孔11的一侧。

本实用新型提供的转子冲片1包括冲片本体10、轴孔11、多个安装部12和气隙槽13。轴孔11开设在冲片本体10上,冲片本体10为磁钢本体。轴孔11用于装配转子的转轴。多个安装部12围绕轴孔11设置在冲片本体10上。值得说明的是,多个安装部12中每一个安装部12的结构可以相同,也可以部分相同,根据实际需要对其进行调整即可。每个安装部12包括多个磁体槽120,磁体槽120用于装配转子的永磁体20。多个磁体槽120包括第一磁体槽121,第一磁体槽121相对于其他的磁体槽120远离轴孔11布置在冲片本体10上,第一磁体槽121包括远离轴孔11的第一直槽壁121a,第一直槽壁121a所在平面为第一端面。其中,值得说明的是,当第一磁体槽121内装配有第一永磁体20a时,则第一直槽壁121a为位于第一永磁体20a远离轴孔11的一侧的槽壁。其中第一直槽壁121a与第一永磁体20a之间具有间隙。当第一直槽壁121a与第一永磁体20a之间具有间隙可以便于第一永磁体20a的安装。冲片本体10还包括气隙槽13,气隙槽13设置在冲片本体10上,一方面气隙槽13位于第一磁体槽121与冲片本体10的外边沿之间,则气隙槽13可以将位于第一磁体槽121与冲片本体10之间的部分冲片本体10划分为两个隔磁桥,两个隔磁桥中一个靠近第一磁体槽121,两个隔磁桥中另一个靠近冲片本体10的外边沿,双隔磁桥结构能够提高转子冲片1的机械强度,能够优化转子磁场分布情况,明显提升具有该转子冲片1的电机的电磁转矩,有效改善位于磁体槽120内的永磁体20的漏磁以及退磁现象,分散转子冲片1在高转速工况时磁体槽120周边的离心应力,由此解决电机在高转速下转子冲片1机械强度难以满足要求的问题,实现低漏磁与高强度电机的设计,此外,还能够使得永磁体20的利用率与电机功率密度都能得到明显提高,进一步改善电机的工作性能,同时一定程度上也能够削弱电机转矩脉动,降低电机的运行噪音,提高用户的使用舒适度;另一方面气隙槽13位于第一端面背离轴孔11的一侧,从而可以保证气隙槽13在有效改善冲片本体10漏磁的同时,不影响电机的dq轴磁路,保证电机足够的磁阻转矩。

经过大量实验数据表明,如图7所示,在转子冲片1的其他结构均相同的试验条件下,转子冲片1的第一种结构:冲片本体10上并未设置气隙槽13,转子冲片1的第二种结构:冲片本体10上设置气隙槽13。通过对比可知,当转子冲片1上设有气隙槽13时,电机的电磁转矩增大,电机转矩脉动也有一定程度的降低。

具体地,如图4所示,关于气隙槽13位于第一端面背离轴孔11的一侧,也可以解释为,气隙槽13内任一点与第一端面之间的最小垂直间距lmin大于0。从而在保证改善漏磁现象的同时,能够不影响电机的dq轴磁路,保证电机足够的磁阻转矩。

其中,如图2、图3、图4和图6所示,气隙槽13的横截面呈封闭的三边形、四边形、多边形或三边形、四边形、多边形与圆弧组成的不规则几何图形。每一个安装部12包括两个气隙槽13,两个气隙槽13的形状相同,尺寸大小相同,结构较为规整,便于加工成型。

进一步地,气隙槽13位于第一磁体槽121的端部与冲片本体10的外边沿之间。

在该实施例中,如图1、图5和图6所示,气隙槽13位于第一磁体槽121的端部与冲片本体10的外边沿之间,一方面通过在第一磁体槽121与冲片本体10的外边沿之间设置气隙槽13以形成双磁桥结构,从而可以有效改善转子在高速时的结构应力,减小转子的形变量,避免转子冲片1在高转速运行状态下受到离心力的作用而变形或断裂,增强转子冲片1整体的结构强度;另一方面,通过将气隙槽13设置在第一磁体槽121的端部与冲片本体10的外边沿之间,即将第一气隙槽13设置在漏磁较大的第一磁体槽121的端部,从而可以减小设置在第一磁体槽121中永磁体20的端部漏磁,进而提高永磁体20的利用率。

进一步地,如图2和图3所示,冲片本体10包括第一隔磁桥101,第一隔磁桥101位于气隙槽13与第一磁体槽121之间,第一隔磁桥101具有相背离的第一隔磁端101a和第二隔磁端101b,第一隔磁端101a的宽度与第二隔磁端101b的宽度不同。

在该实施例中,位于气隙槽13与第一磁体槽121之间的部分冲片本体10为第一隔磁桥101,第一隔磁桥101具有相背离的第一隔磁端101a和第二隔磁端101b,且第一隔磁端101a的宽度与第二隔磁端101b的宽度不同,即第一隔磁桥101上每一处的宽度并不是全部相等,第一隔磁桥101的一个端部能够达到饱和而限制漏磁,第一隔磁桥101的另一个端部能够起到分散冲片应力的作用,保证转子冲片1足够的机械强度。

进一步地,如图1、图2、图5和图6所示,气隙槽13的数量为两个,两个气隙槽13分别设置在第一磁体槽121的两端,位于两个气隙槽13与第一磁体槽121之间的部分冲片本体10为第一本体103,第一隔磁端101a位于第二隔磁端101b与第一本体103之间,第二隔磁端101b的宽度大于第一隔磁端101a宽度并小于等于第一隔磁端101a宽度的4倍。

在该实施例中,气隙槽13的数量为两个,两个气隙槽13分别设置在第一磁体槽121的两端。冲片本体10还包括第一本体103,第一本体103位于两个气隙槽13和第一磁体槽121之间,即第一本体103位于第一磁体槽121背离轴孔11的一侧。第一隔磁端101a位于第二隔磁端101b与第一本体103之间,也就是说,第一隔磁端101a靠近第一本体103,第二隔磁端101b远离第一本体103,其中,第一隔磁端101a的宽度小于第二隔磁端101b的宽度,即第一隔磁桥101整体呈上窄下宽的形状,类似于梯形。磁通在通过第一隔磁桥101的第一隔磁端101a时,通过在较窄的第一隔磁端101a达到饱和从而可以限制漏磁,而较宽的第二隔磁端101b则充分起到分散冲片盈利,保护增转子冲片1足够的机械强度的作用。进一步地,第二隔磁端101b的宽度大于第一隔磁端101a的宽度,且小于等于第一隔磁端101a宽度的4倍,具体地,第二隔磁端101b的宽度为t2,第一隔磁端101a的宽度为t1,其中,t2≥k×t1,k∈(1,4)。当第一隔磁端101a的宽度t1、第二隔磁端101b的宽度t2满足前述关系时,则利于合理分配第一隔磁桥101的尺寸,从而可以改善转子冲片1的结构强度与漏磁现象。值得说明的是,k在1至4的范围内,譬如,k的取值可以为1.5、1.8、2.6、3.4、3.7。

进一步地,第一隔磁端101a的宽度大于等于冲片本体10的厚度。

在该实施例中,第一隔磁端101a的宽度t1大于等于冲片本体10的厚度,通过令第一隔磁桥101的最小宽度大于转子冲片1的厚度,从而可以防止呈梯形的第一隔磁桥101的任一部位过薄而出现断裂,从而提高了转子冲片1的强度,提高转子冲片1的使用可靠性。

进一步地,如图3所示,第一磁体槽121包括中间段121b和延伸段121c,中间段121b用于容纳转子的永磁体20。延伸段121c设置在中间段121b的端部并与中间段121b相连通。

在该实施例中,第一磁体槽121包括中间段121b和延伸段121c,中间段121b用于容纳转子的永磁体20,中间段121b包括第一直槽壁121a。延伸段121c设置在中间段121b的两端,延伸段121c与中间段121b相连通,永磁体20并未设置在延伸段121c内。即当永磁体20插入第一磁体槽121内时,永磁体20仅能填充于第一磁体槽121中的中间段121b,空气充满第一磁体槽121的延伸段121c内,此时,延伸段121c能够抑制永磁体20的端部漏磁现象。

进一步地,如图2所示,两个气隙槽13之间的最小距离为d1;中间段121b的宽度为w1;延伸段121c的数量为两个,两个延伸段121c分别连接在中间段121b的两端,两个延伸段121c之间的最大距离为w2,其中:

在该实施例中,两个气隙槽13之间的最小距离为d1,两个气隙槽13是指位于第一磁体槽121两端的两个气隙槽13。中间段121b的宽度为w1,中间段121b内设置永磁体20,中间段121b的宽度与永磁体20的宽度相等,则中间段121b的宽度也等同于永磁体20的宽度。延伸段121c的数量为两个,两个延伸段121c分别连接在中间段121b的两端,两个延伸段121c之间的最大距离为w2,其中,当两个气隙槽13之间的最小距离d1、中间段121b(永磁体20)的宽度为w1和两个延伸段121c之间的最大距离w2满足上述关系时,则可以使得气隙槽13在不影响转子冲片1的主磁路的情况下,令磁场的分布更加均匀,电磁转矩波形更加规律,从而可以利于降低电机转矩脉动,同时也可以防止气隙槽13过大而导致磁路等效磁阻过大而降低电机的电磁转矩。

进一步地,如图1、图2、图8和图9所示,两个气隙槽13的中心与轴孔11的中心连线形成的夹角为θ,冲片本体10的外周半径为r,第一本体103的径向宽度的最大值为h1,其中:

在该实施例中,气隙槽13的横截面呈几何图形和/或非几何图形,当气隙槽13的横截面呈几何图形时,则气隙槽13的中心即为几何图形的中心。当气隙槽13的横截面呈非几何图形时,则气隙槽13的中心为周向相距最远两点连线和径向相距最远两点连线的交点作为中心。两个气隙槽13包括第一气隙槽13和第二气隙槽13,第一气隙槽13的中心为第一中心,第二气隙槽13的中心为第二中心,轴孔11的中心为轴心,第一中心、第二中心和轴心构成的夹角为θ。θ的值可以表征任一安装部12内任一个设置在端部的气隙槽13的相对大小与位置。具体表现为:θ越大,气隙槽13相对越大,对电机端部漏磁的改善效果越好;θ越小,则气隙槽13相对越小,对电机漏磁的改善效果越差。当夹角θ、中间段121b的宽度w1、两个延伸段121c之间的最大距离w2、冲片本体10的外周半径为r,第一本体103的径向宽度的最大值h1满足上述关系时,则可以使得气隙槽13的位置与大小相对更优,从而在保证转子冲片1机械强度优异的情况下,可以有效调整磁场分布,改善永磁体20漏磁与退磁,降低电机转矩脉动。同时,也可以防止气隙槽13过大而导致磁路等效磁阻过大,避免电机的电磁转矩降低。

具体地,令则x在1至1.3的范围内,进一步地,x可以为1.05、1.1、1.15、1.2、1.25等。如图8和图9所示,当转子冲片1上的其他结构确定时,譬如,第一磁体槽121的中间段121b的宽度w1、两个延伸段121c之间的最大距离w2、冲片本体10的外周半径为r均为定值时,则通过改变两个气隙槽13的位置,从而调整θ角度,使得x在1至1.3的范围内,则可以避免电机的转矩降低,同时降低电机转矩脉动。如图8所示,当x在1至1.3范围内时,则电机的转矩较大,且稳定在320nm以上。如图9所示,此时电机的转矩脉动较低,低于9%。

进一步地,如图2和图3所示,第一隔磁桥101具有靠近气隙槽13的磁桥边101c,磁桥边101c的长度为l1,其中:

在该实施例中,第一磁桥具有靠近气隙槽13的磁桥边101c,磁桥边101c的长度l1满足上述关系式,从而可以使得气隙槽13在不影响转子冲片1的主磁路的情况下,令磁场的分布更加均匀,电磁转矩波形更加规律,从而可以利于降低电机转矩脉动,同时也可以防止气隙槽13过大而导致磁路等效磁阻过大而降低电机的电磁转矩。第一磁桥还具有靠近第一磁体槽121的隔磁边,磁桥边101c与隔磁边的长度可以相等,也可以不想等,根据实际情况进行调整即可。

进一步地,如图2和图3所示,冲片本体10还包括第二隔磁桥102,第二隔磁桥102位于气隙槽13和冲片本体10的外边沿之间。第二隔磁桥102的宽度h大于或等于冲片本体10的厚度。

在该实施例中,第二隔磁桥102位于气隙槽13和冲片本体10的外边沿之间。具体地,第二隔磁桥102为弧形隔磁桥。第二隔磁桥102的最小宽度大于等于转子冲片1的厚度,从而可以防止转子冲片1的外周缘部位局部过薄而容易断裂,从而可以提高转子冲片1的强度,提高转子的使用可靠性。值得说明的是,当第二隔磁桥102为等宽隔磁桥时,则第二隔磁桥102的宽度即为第二隔磁桥102的平均宽度。当第二隔磁桥102为不等宽隔磁桥时,则第二隔磁桥102的宽度是指最小宽度。

进一步地,如图3所示,第二隔磁桥102的宽度h小于第一隔磁端101a的宽度t1。

在该实施例中,第二隔磁桥102的宽度h小于第一隔磁端101a的宽度t1,由于采用气隙槽13所获得的双磁桥结构,第一隔磁桥101上任意磁桥段的结构应力大于第二隔磁桥102。其中第一隔磁桥101的第一隔磁端101a小于第二隔磁端101b,第一隔磁端101a的宽度t1满足结构强度要求,则第二隔磁桥102的结构强度必然能够满足结构强度要求。在令第二隔磁桥102的宽度h小于第一隔磁端101a的宽度t1,从而可以使得第二隔磁桥102较窄,从而能够进一步抑制端部漏磁,提高永磁体20的利用率。

实施例二

与前述实施例不同的是,本实施例中对于安装部12中的其他磁体槽120进行说明,进一步地,如图1和图5所示,多个磁体槽120还包括两个第二磁体槽122,两个第二磁体槽122设置在冲片本体10上,两个第二磁体槽122中每一个第二磁体槽122分别具有靠近轴孔11的内端和远离轴孔11的外端,两个内端彼此靠近,两个外端彼此远离,第一磁体槽121设置在两个外端之间。

在该实施例中,多个磁体槽120包括两个第二磁体槽122,两个第二磁体槽122设置在冲片本体10上,每一个第二磁体槽122具有靠近轴孔11的内端,远离轴孔11的外端,两个内端彼此靠近,两个外端彼此远离,即两个第二磁体槽122呈v型布置在冲片本体10上。进一步地,第一磁体槽121的至少一部分位于两个外端之间,三个磁体槽120呈类三角形布置在冲片本体10上。值得说明的是,一个安装部12包括三个磁体槽120。

进一步地,转子冲片1还包括隔磁槽,开设正在冲片本体10上,隔磁槽并位于两个近端之间。隔磁槽内可以设置隔磁体,进一步提升结构强度,降低漏磁和退磁现象。隔磁体可以为不导磁材料制得。譬如:注塑材料、金属材料等。

实施例三

根据本实用新型的第二个方面,提供了一种转子铁芯,包括上述任一实施例所提供的转子冲片1。

本实用新型提供的转子铁芯,包括上述任一实施例所提供的转子冲片1,因此具有该转子冲片1的全部有益效果,在此不再赘述。

实施例四

根据本实用新型的第三个方面,提供了一种转子,包括上述任一实施例中的转子铁芯。

本实用新型提供的转子,包括上述任一实施例所提供的转子铁芯,因此具有该转子铁芯的全部有益效果,在此不再赘述。

进一步地,转子铁芯的多个转子冲片1的磁体槽120沿转子铁芯的轴向贯通以形成插槽。转子还包括多个永磁体20,多个永磁体20一一对应设置在多个插槽中。

进一步地,多个插槽包括第一插槽,多个转子冲片1的第一磁体槽121形成第一插槽,第一磁体槽121的中间段121b构成插槽的中间槽。多个永磁体20包括第一永磁体20a,第一永磁体20a插设在中间槽内,第一永磁体20a的宽度与中间槽的宽度相等。

在该实施例中,多个转子冲片1的第一磁体槽121堆叠后形成第一插槽,第一插槽的中间段121b构成中间槽。第一永磁体20a插设在中间槽内,第一永磁体20a的宽度与中间槽的宽度相等。第一永磁体20a与中间槽的第一直槽壁121a之间具有间隙,从而便于装配。

实施例五

根据本实用新型的第四个方面,提供了一种电机,包括上述任一实施例所提供的转子。

本实用新型提供的电机,包括上述任一实施例所提供的转子,因此具有该转子的全部有益效果,在此不再赘述。

进一步地,电机还包括定子,定子构造形成装配腔,转子设置在装配腔内,转子能够相对于定子转动。

实施例六

根据本实用新型的第五个方面,提供了一种车辆,包括上述任一实施例所提供的电机。

本实用新型的一个实施例中所提供的车辆,包括上述任一实施例所提供的电机,因此具有该电机的全部有益效果,在此不再赘述。

值得说明的是,车辆可以为新能源汽车。新能源汽车包括纯电动汽车、增程式电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动汽车、氢发动机汽车等。

进一步地,上述实施例所提供的电机可以作为车辆的驱动电机。具体地,驱动电机能够单独实现车辆的功能装置启动。或者,驱动电机可以与车辆上的其他驱动装置共同配合以实现车辆上的功能装置正常运行。其中,车辆的功能装置可以为以下任一或任意组合:车轮、空调器、灯光组件等。

进一步地,车辆包括车体,电机安装在车体内。

在本实用新型中,术语“多个”则指两个或两个以上,除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解,例如,“连接”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;“相连”可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本说明书的描述中,术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且,描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已,并不用于限制本实用新型,对于本领域的技术人员来说,本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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